【文章內(nèi)容簡介】 者之間有著相互依存、相互影響、又相互制約的關(guān)系 ,而且這些關(guān)系隨系統(tǒng)自動(dòng)化程度的變化而變化。w 為了取得人機(jī)系統(tǒng)的最佳效果 , 對(duì)人和機(jī)分別提出 “ 人適應(yīng)于機(jī) ” 、 “ 機(jī)適宜于人 ” 的不同要求 , 即 “ 人適機(jī) ”“ 與機(jī)宜人 ” 。所謂 “ 機(jī)宜人 ” 是指機(jī)器作為人從事生產(chǎn)和生活活 動(dòng)的工具 , 要求設(shè)計(jì)、制造出來的機(jī)器應(yīng)盡量滿足使用者的體格、生理、心理等條件的要求 , 做到顯示的信息便于接受、判斷 , 控制系統(tǒng)的尺寸、力度、位置、結(jié)構(gòu)、形式等均應(yīng)適合操作者的生理要求 , 工具、器具及用品等的使用得心應(yīng)手 , 人所處的作業(yè)空間安全舒適 , 達(dá)到有利于人的身心健康 , 有利于發(fā)揮勞動(dòng)者的效能和效率。 w 人適機(jī)是指使人去適應(yīng)機(jī)器的要求。機(jī)器的結(jié)構(gòu)決定了其客觀的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 , 其操作環(huán) a境也會(huì)因各種因素在時(shí)間和空間上受到某種限制 , 如經(jīng)濟(jì)上的可行性、技術(shù)上的可能性、機(jī)器本身性能要求的條件以及使用機(jī)器時(shí)的外界環(huán)境條件 (如高溫、高壓作業(yè) )等。為了適應(yīng)機(jī)器的這些情況 , 就需要對(duì)人的因素予以限制 , 對(duì)人進(jìn)行教育、訓(xùn)練 , 并且盡量發(fā)揮人的因素 ,利用有一定可塑性這一特點(diǎn)。w 在人機(jī)系統(tǒng)中 , 機(jī)宜人與人適機(jī)是相對(duì)的。機(jī)適宜于人是以人的因素為條件的 , 而人的因素是比較復(fù)雜的 , 而且是變化的 , 有的是隨時(shí)代的進(jìn)步而變化 , 有的是因時(shí)、因地、因性別、因年齡等不同而變化；人的因素有的可量化 , 有的則難以準(zhǔn)確量化。機(jī)器本身也在不斷發(fā)展 , 自動(dòng)化程度越來越高 , 控制系統(tǒng)智能化 , 所以機(jī)適宜于人的程度也在不斷提高。 而人適應(yīng)于機(jī)的程度是有限的 , 因?yàn)楸M管人的因素有一定的可塑性 , 但是畢竟有一定的限度。解決的辦法是通過學(xué)習(xí)和訓(xùn)練 , 提高人的文化和技術(shù)素質(zhì) , 或采取必要的輔助措施 ( 如使用勞保用品等 ) 去適應(yīng)機(jī)器的要求。 三、人機(jī)功能分配 w 在人機(jī)系統(tǒng)中 ,人與機(jī)完成各自的功能 ,只有二者合理配合 ,協(xié)調(diào)一致 ,才能使人機(jī) 系統(tǒng)達(dá)到最佳效果。為此 , 需要深入了解和研究人機(jī)各自的特征 ,進(jìn)行比較 ,揚(yáng)長避短 ,充分發(fā)揮各自的特長。w (一 )人在人機(jī)系統(tǒng)中的主要功能w 人在人機(jī)系統(tǒng)中主要有 3種功能 :w (1)傳感功能。通過人體感覺器官的看、聽、摸等感知外界環(huán)境的剌激信息 , 如物體、事件、機(jī)器、顯示器、環(huán)境或工作過程等 , 將這些刺激信息作為輸入傳遞給人的中樞神經(jīng)。w (2) 信息處理功能。大腦對(duì)感知的信息進(jìn)行檢索、加工、判斷、評(píng)價(jià) ,然后做出決策。 w (3) 操縱功能。將信息處理的結(jié)果作為指令 , 指揮人的行動(dòng) , 即人對(duì)外界的刺激作出反應(yīng) , 如操縱控制器、使用工具、處理材料等 , 最后達(dá)到人的預(yù)期目的 , 如機(jī)器被開動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)、零件被加工成形、機(jī)器的故障已被排除、缺陷零件已被修復(fù)或者更換等。 w (二 )人機(jī)特性的比較w 人體本身就是一部復(fù)雜的、特殊的機(jī)器。人與機(jī)器的特性包括許多內(nèi)容 , 但就從人機(jī)系統(tǒng)中信息及能量的接受、傳遞、轉(zhuǎn)換過程來講 , 我們可以歸納為以下 4 個(gè)方面來比較 , 即信息感受、信息處理和決策、操作反應(yīng)、工作能力等。w （三）人機(jī)功能分配原則 四、人機(jī)系統(tǒng)可靠性計(jì)算 w （一）系統(tǒng)中人的可靠性計(jì)算w （二）人機(jī)系統(tǒng)的可靠性計(jì)算w 1.兩人監(jiān)控人機(jī)系統(tǒng)的可靠度w (1)異常狀況時(shí)，相當(dāng)于兩人并聯(lián)，可靠度比一人控制的系統(tǒng)增大了，這時(shí)操作者切斷電源的可靠度為 RHb( 正確操作的概率 )： RHb =1（ 1R1） (1R2)w (2)正常狀況時(shí)，相當(dāng)于兩人串聯(lián)，可靠度比一人控制的系統(tǒng)減小了，即產(chǎn)生誤操作的概率增大了，操作者不切斷電源的可靠度為 RHc險(xiǎn) (不產(chǎn)生誤動(dòng)作的概率 ):RHc=R1R2w 從監(jiān)視的角度考慮，首要問題是避免異常狀況時(shí)的危險(xiǎn) , 即保證異常狀況時(shí)切斷電源的可靠度 , 而提高正常狀況下不誤操作的可靠度則是次要的 , 因此這個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)是可行的。所以兩人監(jiān)控的人機(jī)系統(tǒng)的可靠度 Rsr 為 :w 異常情況時(shí) ,Rsr39。=[1一 (1R1)(1R2)]RMw 正常情況時(shí) ,Rsr=RHc RM=R1 R2 RM2. 多人表決的冗余人機(jī)系統(tǒng)可靠度 w 上述兩人監(jiān)控作業(yè)是單純的并聯(lián)系統(tǒng) , 所以正常操作和誤操作兩種概率都增加了 , 而由多數(shù)人表決的人機(jī)系統(tǒng)就可以避免這種情況。若由幾個(gè)人構(gòu)成控制系統(tǒng) , 當(dāng)其中 f個(gè)人的控制工作同時(shí)失誤時(shí) ,系統(tǒng)才會(huì)失敗 ,我們稱這樣的系統(tǒng)為多數(shù)人表決的冗余人機(jī)系統(tǒng)。設(shè)每個(gè)人的可靠度均為 R,則系統(tǒng)全體人員的操作可靠度 RHn為 :r1RHn=∑ Cnｉ （ 1―R ） ｉ R﹙ ｎ ﹣ 1﹚i=0w 式中 Cnｉ 一 n 個(gè)人中有 i個(gè)人同意時(shí)事件數(shù) ,Cnｉ =n!/[i!(nI)!],且規(guī)定 Cn?=1。w 多數(shù)人表決的冗余人機(jī)系統(tǒng)可靠度的計(jì)算公式為 :r1w RHn=[∑ Cnｉ （ 1―R ） ｉ R﹙ ｎ ﹣ 1]] RMi=0w 3.控制器監(jiān)控的冗余人機(jī)系統(tǒng)可靠度w 設(shè)監(jiān)控器的可靠度為 RMK, 則人機(jī)系統(tǒng)的可靠度 Rsk 為 :w Rsk=[1(1RMK RH)(1RH)] RM w 4. 自動(dòng)控制冗余人機(jī)系統(tǒng)可靠度w 設(shè) 自 動(dòng) 控制系 統(tǒng) 的可靠度 為 RMz , 則 人機(jī)系 統(tǒng)的可靠度 Rsz 為 : w Rsz = [ 1 (1 RMz RH)(1 RMz )] RM 五、人機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)基本原則 w 1.系統(tǒng)的整體可靠性原則w 從人機(jī)系統(tǒng)的整體可靠性出發(fā) ,合理確定人與機(jī)器的功能分配 ,從而設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)可靠的人機(jī)系統(tǒng)。w 一般情況下 ,機(jī)器的可靠性高于人的可靠性 ,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化 ,就可將人從機(jī)器的危險(xiǎn)點(diǎn)和危險(xiǎn)環(huán)境中解脫出來 ,從根本上提高了人機(jī)系統(tǒng)可靠性。w 2.高可靠性組成單元要素原則w 系統(tǒng)要采用經(jīng)過檢驗(yàn)的、高可靠性單元要素來進(jìn)行設(shè)計(jì)。w 3.具有安全系數(shù)的設(shè)計(jì)原則w 由于負(fù)荷條件和環(huán)境因素隨時(shí)間而變化 , 所以可靠性也是隨時(shí)間變化的函數(shù) , 并且隨時(shí)間的增加 , 可靠性在降低。因此 , 設(shè)計(jì)的可靠性和有關(guān)參數(shù)應(yīng)具有一定的安全系數(shù)。 4.高可靠性方式原則w 為提高可靠性 ,宜采用冗余設(shè)計(jì)、故障安全裝置、自動(dòng)保險(xiǎn)裝置等高可靠度結(jié)構(gòu)組合方式。n (1)系統(tǒng) “自動(dòng)保險(xiǎn) ”裝置。自動(dòng)保險(xiǎn) ,就是即使是外行不懂業(yè)務(wù)的人或不熟練的人進(jìn)行操作 ,也能保證安全 ,不受傷害或不出故障。n 這是機(jī)器設(shè)備設(shè)計(jì)和裝置設(shè)計(jì)的根本性指導(dǎo)思想 , 是本質(zhì)安全化追求的目標(biāo)。要通過不斷完善結(jié)構(gòu) , 盡可能地接近這個(gè)目標(biāo)。n (2) 系統(tǒng) “ 故障安全 ” 結(jié)構(gòu)。故障安全 , 就是即使個(gè)別零部件發(fā)生故障或失效 , 系統(tǒng)性能不變 , 仍能可靠工作。 w 系統(tǒng)安全常常是以正常的準(zhǔn)確的完成規(guī)定功能為前提?？墒?,由于組成零件產(chǎn)生故障而引起誤動(dòng)作 ,常常導(dǎo)致重大事故發(fā)生。為達(dá)到功能準(zhǔn)確性 ,采用保險(xiǎn)結(jié)構(gòu)方法可保證系統(tǒng)的可靠性。w 從系統(tǒng)控制的功能方面來看 ,故障安全結(jié)構(gòu)有以下幾種 :n ① 消極被動(dòng)式。組成單元發(fā)生故障時(shí) ,機(jī)器變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài)。 n ② 積極主動(dòng)式。組成單元發(fā)生故障時(shí) ,機(jī)器一面報(bào)警 ,一面還能短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。 n ③ 運(yùn)行操作式。即使組成單元發(fā)生故障 , 機(jī)器也能運(yùn)行到下次的定期檢查。 通常在產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中 , 大多為消極被動(dòng)式結(jié)構(gòu)。 w 5.標(biāo)準(zhǔn)化原則w 為減少故障環(huán)節(jié) ,應(yīng)盡可能簡化結(jié)構(gòu) ,盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)和方式。w 6.高維修度原則w 為便于檢修故障 ,且在發(fā)生故障時(shí)易于快速修復(fù) ,同時(shí)為考慮經(jīng)濟(jì)性和備用方便 ,應(yīng)采用零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、設(shè)備系列化的產(chǎn)品。w 7.事先進(jìn)行試驗(yàn)和進(jìn)行評(píng)價(jià)的原則w 對(duì)于缺乏實(shí)踐考驗(yàn)和實(shí)用經(jīng)驗(yàn)的材料和方法 ,必須事先進(jìn)行試驗(yàn)和科學(xué)評(píng)價(jià) ,然后再根據(jù)其可靠性和安全性而選用。w 8.預(yù)測(cè)和預(yù)防的原則w 要事先對(duì)系統(tǒng)及其組成要素的可靠性和安全性進(jìn)行預(yù)測(cè)。對(duì)已發(fā)現(xiàn)的問題加以必要的改善 ,對(duì)易于發(fā)生故障或事故的薄弱環(huán)節(jié)和部位也要事先制定預(yù)防措施和應(yīng)變措施。w 9.人機(jī)工程學(xué)原則w 從正確處理人一機(jī)一環(huán)境的合理關(guān)系出發(fā) ,采用人類易于使用并且差錯(cuò)較少的方式。 w 10.技術(shù)經(jīng)濟(jì)性原則w 不僅要考慮可靠性和安全性 ,還必須考慮系統(tǒng)的質(zhì)量因素和輸出功能指標(biāo)。其中還包括技術(shù)功能和經(jīng)濟(jì)成本。w 11.審查原則w 既要進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì) , 又要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行可靠性審查和其他專業(yè)審查 , 也就是要重申和貫徹各專業(yè)各行業(yè)提出的評(píng)價(jià)指標(biāo)。w w w 第五章 職業(yè)性危害控制技術(shù) w 目前 , 企業(yè)中存在的職業(yè)性危害因素主要是生產(chǎn)性粉塵、毒物